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ひとことで言うと

Fluxa-WebCPは「C++コンパイラ」ではありません。 競技プログラミングで実際に書かれる範囲のC++を、ASTノード1個ずつ実行し、その途中状態をまるごと観測できるようにした、教育・デバッグのための実行基盤です。

オンラインジャッジは「AC / WA」という結果しか返しません。Wandboxやコンパイラエクスプローラは最終的な標準出力を見せてくれます。けれど、そのどれもが「dp配列が1行ずつ埋まっていく様子」や「再帰dfsの中でコールスタックがどう積まれているか」を見せてはくれません。

Fluxa-WebCPは、まさにそこを埋めるために作りました。

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どんな意識で作ったか — 3つの約束

このプロジェクトは、機能の足し算ではなく 3つの設計上の約束 を軸に組み立てています。妥協できる便利機能ではなく、これが守られているからこそ価値がある、という核です。

1. 「1ステップ」は1行ではなく、1ノード

普通のデバッガは「1行ずつ」進みます。Fluxa-WebCPは 構文木のノード単位 で止まれます。

a[i] = f(j) + g(k);

この1行の途中 — f(j)を評価し終えて、まだg(k)を呼ぶ前 — で立ち止まり、両方の部分式を独立して覗けます。「式のどこで値が壊れたのか」を、行ではなく式の構造そのもので追えるということです。

2. 未定義動作を、絶対に起こさない

C++最大の地雷は「未定義動作（UB）」です。配列の範囲外アクセス、未初期化変数の読み取り、nullポインタ参照、ゼロ除算 — 本物のコンパイラなら「たまたま動く」か「謎のクラッシュ」になります。学習者にとってこれは最悪です。

Fluxa-WebCPでは、これら全てが 明示的で、回復可能な実行時エラー になります。スタックトレース付きで、「何が・どこで・なぜ」起きたかをはっきり伝えます。

Runtime Error: index 10 out of range for array of size 5
  at dfs:23
  at main:41

インタプリタ自身は決して例外を投げません。 ユーザープログラムのエラーは「クラッシュ」ではなく「観測可能な状態」として扱われます。

3. 状態は「プロセス」ではなく「データ」

実行中の全状態 — コールスタック、グローバル変数、生きている全配列、入力カーソル — は、ただの JSONシリアライズ可能なプレーンオブジェクト です。

JSON.stringify(session.state); // これがそのまま動く

だから、スナップショットを保存できる。2つの状態を差分できる。Web Workerの向こうに送れる。タイムトラベルデバッグのバックエンドにもできる。状態がデータであることが、応用の自由度をそのまま決めています。

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どんな課題を解決するのか

競プロ初心者がつまずく「なぜか分からないバグ」のほとんどは、実行の途中が見えないことに原因があります。Fluxa-WebCPは、その「見えなさ」そのものを解決対象にしています。

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何ができるのか

サポートする言語機能

競プロで「実際に頻出する表面記法」を、意味論・デバッグ表示・テストまで揃えて再現しています。

• 型 — int / long long（内部64bit BigInt）、double、bool、char、string、固定長配列、vector<T>、map<K,V>、pair、tuple、ポインタ T*、参照 T&
• 制御構文 — if/else、for、範囲for（配列・vector・map・string）、while、break/continue
• 関数 — 値渡し・参照渡し・ポインタ渡し、再帰、グローバル変数、限定的な関数テンプレート（型推論＋明示テンプレート実引数）
• 入出力 — cin / cout / cerr / endl、fixed / setprecision、競プロ定番のsync_with_stdio系はno-opとして受理
• 標準ライブラリ風 — sort（greater<>()降順対応）、reverse、fill、abs/max/min/swap、make_pair/make_tuple/get<I>、vectorの各メソッド、mapのm[key]自動挿入

あえて「やらない」こと

中途半端に黙って受理するのではなく、非対応機能はコンパイルエラーとしてはっきり拒否します。

new/deleteなどの動的メモリ、ユーザー定義struct/class、関数ポインタ、static_cast、参照戻り値 — これらが必要なら「本物のコンパイラを使ってください」と明示的に伝えます。

サブセットであることを隠さない。これも設計上の誠実さです。

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ひとつのエンジン、4つの顔

同じコアが、用途を変えるだけで全く別のツールになります。

import { Compiler } from "fluxa-webcp";

const result = new Compiler().compile(source);
if (result.kind === "error") { /* GCC/Clang形式の診断 */ }

const session = result.session;
session.provideInput("5\n");

// 1ノードずつ進めて、その都度 状態を覗く
while (session.state.status === "paused") {
  session.stepInto();
  const info = session.debugInfo();
  console.log(`line ${info.currentLine}`, info.localVars.at(-1));
}

debugInfo() ひとつで、コールスタック・スコープ階層・全配列・入力カーソル・「今まさに評価中のソース範囲」が一気に取れます。

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技術的な裏側

• 言語 — TypeScript（v5）。any / unknown を原則禁止し、Valueのunion型を明示的にnarrowingする設計
• 依存 — ランタイム依存ゼロ。ESM / CJS 両方のバンドルと .d.ts を同梱
• アーキテクチャ — parser → runtime → interpreter → debugger の一方向依存。循環依存は禁止。1ファイル800行以内を厳守し、肥大化したら「行数ではなく責務」で分割
• エラー診断 — コンパイルエラーは main.cpp:7:14: error: ... のGCC/Clang形式。実行時エラーはleaf-firstのスタックトレース付き。整形はdiagnostics.tsに一元化
• 標準ライブラリ — evaluatorへの直書きを避け、stdlib/のメタデータ＋ハンドラ方式に集約。テンプレートも「既知名分岐」ではなく一般のtemplate-idとして受理してから解決
• テスト — Vitestで機能領域ごとに分割（01-basics 〜 10-pointers-and-references）。新機能は専用テストとセットで着地

安全装置

制限	既定値	挙動
再帰の深さ	10,000フレーム	グレースフルな実行時エラー
実行ステップ数	10,000,000	UIから調整可、クラッシュさせない

どちらも「異常終了」ではなく「観測できるエラー」として扱われます。

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プレイグラウンド

Next.js製のプレイグラウンドが付属します。Monaco Editor、ガター上のブレークポイント、ライブな変数／コールスタックパネル、ステップ実行コントロール — エンジンの観測能力を、そのままブラウザUIに繋いだものです。

「コードを書く → 止める → 中身が全部見える」を、インストールなしで体験できます。

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なぜ作ったか

競プロを学ぶとき、いちばん欲しかったのは「実行の途中を見せてくれる道具」でした。結果だけ返すジャッジでも、最終出力だけ見せるオンラインコンパイラでもなく、自分の書いた配列が、再帰が、いまどうなっているのかを動かしながら見たい。

それを安全に、UBに怯えず、状態をデータとして自由に扱える形で実現したのがFluxa-WebCPです。「C++全部」ではなく「競プロで本当に書く範囲」に絞り切ったからこそ、ここまで深く観測可能にできました。